Спосіб отримання тонких плівок селеніду свинцю n- i p-типу

Спосіб отримання тонких плівок селеніду свинцю п- і р - типу шляхом випаровування у вакуумі вихідної речовини при температурі Тв, нагрівання додаткового джерела свинцю до температури Тд, стінок камери - до температури Тс і підкладок із свіжих сколів (111) монокристалів BaF2 - до температури Тп, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують попередньо синтезовані кристали PbSe, леговані талієм до 0,2 ат%, які випаровують при температурі Тв = 970К, температура стінок камери Тс=1000К, температура підкладок Тп=570К, температура додаткового джерела для отримання плівок р - типу змінюється в межах Тд= (400-870)К, для отримання плівок п - типу - ВІД Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований у приладобудуванні, опто-1 мікроелектроніці Плівки халькогенідів свинцю (PbTe, PbSe, PbS) широко використовуються як ефективні детектори, а також джерела інфрачервоного діапазону оптичного спектру (Holloway Н Thin-Films IV-VI semikonductor photodiodes // Physics thin films New York1980-vH -pp 105-203) Для вирощування тонких плівок халькогенідів свинцю використовують термічні методи напилення у вакуумі (Фреик Д М , Галущак М А , Межиловская Л Й Физика и технология полупроводниковых пленок -Львов В Ш ,-1988-182с) Описані способи отримання плівок не забезпечують повторювальних результатів і отримання матеріалу із наперед заданими властивостями Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб отримання тонких плівок PbSe у вакуумі, в якому як вихідну речовину для основного випарника використовують синтезовану сполуку PbSe, для додаткового випарника - чистий свинець Температура основного випарника Тв = 750 1100 К, температура додаткового джерела Тд = 400 - 700 К В якості підкладок служать СВІЖІ СКОЛИ (111) монокристалів BaF2 Температуру підкладок вибирали в інтервалі Тп = 400 - 800 К (Фреик Д М , Костик Б Р , Бродин Н Н , Солоничний Я В Структура и электрические свойства пленок селенида свинца, полученных в двойном квазизамкнутом объеме -Электронная Техника Материалы 1979 -Вып4 С 62-67) Однак цей метод, через недостатню керованість процесу, не дозволяє отримати тонкоплівковий матеріал із повторювальними, наперед заданими параметрами Завданням винаходу є створити такий спосіб отримання тонких плівок PbSe, в якому за рахунок легування можна одержати матеріал п- або р-типу провідності із стабільними концентраціями носив струму у широкому інтервалі зміни технологічних факторів Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання тонких плівок PbSe у вакуумі із парової фази, в якому як вихідну речовину використовують чисту синтезовану сполуку PbSe для наважки основного випарника, а для додаткового випарника використовують чистий свинець, пари осаджуючи на СВІЖІ СКОЛИ кристалів (111) BaF2, згідно винаходу, для наважки основного випарника використовують наперед синтезовану сполуку PbSe, яка легована талієм до 0,2ат % ТІ Температура основного випарника складає Тв = 970 К Для додаткового випарника використовувався чистий свинець, температура якого змінюється у межах Тд = 400 - 900 К Осадження пари проводилося на орієнтовані підкладки - СВІЖІ СКОЛИ (111) монокристалів BaF2 Температура осадження (підкладки) складає Тп = 570 К Вирощування плівок проводять із парової фази методом гарячої стінки при температурі стінки Тс = 1000 К ПОВІДНО Тд>880К Експериментальне встановлено, що концентрація носив струму і тип провідності тонких плівок PbSe ТІ визначається температурою додаткового ю 00 C O ю 53854 джерела Тд На рисунку зображено залежність концентрації носив струму і типу провідності плівок PbSe, від температури додаткового джерела свинцю Трь Встановлено, що в межах зміни температури випаровування чистого свинцю із додаткового джерела Тд = (400 - 870) К тонкі плівки PbSe, леговані 0,2ат% ТІ мають р-тип провідності (область А), а при Тд > 880 К - тільки n-тип провідності (область В) Це пов'язано з тим, що у першому випадку (область А - р-тип) концентрація акцепторних центрів домішки талію (NT|) переважає над зарядженими власними дефектами - вакансії селену (V| + ) та вакансії свинцю (Vpb) При значних парціальних тисках свинцю, що відповідають вищим температурам додаткового джерела (область В - n-тип) умови осадження такі, що сприяють утворення додаткових вакансій селену (V| + ) і міжвузлового свинцю (РЬ,1") які є донорами і які значно переважають концентрацію 2+ V РЬ акцепторної домішки N Спосіб отримання тонких плівок PbSe n- і ртипу здійснюється таким чином Як вихідну речовину для основного випарника використовують PbSe легованим талієм до 0,2ат %, а для додатко вого випарника - чистий свинець, які термічне випаровують у вакуумі і осаджують на СВІЖІ СКОЛИ (111) монокристалів BaF2 Температури випаровування плівок складають основного випарника - Тв = 970 К, додаткового джерела - Тд = (400 - 900) К, температура підкладок - Тп = 570 К, стінок камери - Т с = 1000 К Приклад конкретного виконання Плівки селеніду свинцю вирощували термічним напиленням у вакуумі на свіжих сколах (111) монокристалів BaF2, шляхом вибору вихідної речовини для основного випарника PbSe, легованої талієм до 0,2ат% і чистого свинцю - для додаткового випарника Температура основного випарника складала Тв = 970 К, додаткового змінювалася у межах Тд = (400 - 900) К, а підкладки - Тп = 570 К, стінок камери Тс = 1000 К Електричні параметри плівок визначалися компенсаційним методом у постійних електричних і магнітних полях, а також термозондом Як бачимо із фігури, виявлені значні інтервали значень температур додаткового джерела із чистим свинцем, які визначають формування плівок PbSe ТІ р- або п- типу провідності Одержані плівки PbSe ТІ можуть використовуватись у приладобудуванні, опто- і мікроелектроніці для створення бар'єрних структур та р- п-переходів о 400 ВО0 800 1000 Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044) 236 - 47 - 24